【正文】 進行溫濕度檢測、鍵盤掃描及定時處理等操作。初始化主要完成對溫濕度的設定和初次檢查，除定時器下 0 外，禁止所有的中斷，并 同時斷開各電器的電源。 主程序是控制和管理的核心。初始化完成后，系統(tǒng)開始正常運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)上電后進行初始化定時器和中斷處理操作。主程序以循環(huán)方式工作，完成初始化、溫濕度檢測 及顯示子程序的循環(huán)調(diào)用。 該系統(tǒng) 軟件主要由主程序、數(shù)據(jù)采集、顯示子程序、報警程序等模塊組成，因為 C 語言編寫的軟件易于實現(xiàn) 模塊化，生成的機器代碼質(zhì)量高 ,可讀性強、移植好，所以本系統(tǒng)的軟件采用 C 語言編寫，以 Keiln Vision3 為開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的功能 ： 1. 通過 溫度、濕度傳感器對室內(nèi)溫度、濕度進行采樣； 2. LCD 顯示 當 前的 溫濕度值 ； 3. 比較監(jiān)測到的溫濕度值和報警設置值，發(fā)現(xiàn)超限則蜂鳴器報警提示 ； 4. 根據(jù)相應的溫濕度值控制溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)運 行根據(jù) 溫度和濕度的實際值對光電隔離開關進行控制 ； 5. 系統(tǒng)定期把相關溫 度、 濕度數(shù)據(jù)通過串行通信傳給上位機 PC 機 ； 軟件用匯編語言編程，采用模塊化設計方法。包括主程序、 溫濕度檢測程序、定時驅(qū)動程序、顯示子程序等。 該系統(tǒng)可以和上位機進行通信，使用戶更方便地查看、查詢數(shù)據(jù)，十分適合用戶操作。 這項標準得到廣泛接受的另外一個原因是它的通用性 RS485 標準只對接口 的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件電纜或協(xié)議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議 。正因為此，許多不同領域都采用 RS485 作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。 RS485 總線作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范規(guī)，已成為業(yè)界應用最為廣泛的標準通信接口之一。 RS485 采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以 控制。 RS485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。 23 5. 易于彩色化 (在色譜上可以非常準確的復現(xiàn) ) 6. 無電磁輻射 (對人體安全，利于信息保密 ) 7. 長壽命 上位機通信 RS485 標準是由兩個行業(yè)協(xié)會共同制訂和開發(fā)的，即 EIA電子工業(yè)協(xié)會和 TIA 通訊工業(yè)協(xié)會。比 CRT 要好的多，但是價錢較其貴。設定完最后一個參數(shù)后，再按 1 次功能鍵系統(tǒng)將進入 監(jiān)控狀態(tài)。 S1 功能鍵以其按下的次數(shù)來區(qū)分功能鍵的多種功能。其中，充 放電時間為： 該振蕩電路兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下 :首先電源 Vs 通過 R4， R2 向 C 充電，經(jīng) t 充電時間后， Uc 達到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平 ，約 0. 67Vs，此時輸出引腳 3 端由高電平突降為低電平，然后通過 R2 放電，經(jīng) t 放電時間后， Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 Vs，此時輸出引腳 3 端又由低電平躍升為高電平。 7 腳：放電端。 5 腳： VC 為控制電壓端。 4 腳：是直接清零端。 2 腳：低觸發(fā)端 。一般用 5V。 圖 313 555 振蕩電路 它的各 個引腳功能如下： 1 腳：外接電源負端 VSS 或接地，一般情況下接地。 7 端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構成了對 C 的放電回路，并將引腳 6 端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。 頻率輸出的 555 測量振蕩電路如圖 38 所示。如何將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法 ： 一是將該濕敏電容置于運放與阻容組成的橋 式振蕩電0 20 40 60 80 100 200 190 180 170 160 相對濕度 % 電容/PF 40 20 0 20 40 60 80 100 100 75 50 25 0 非常穩(wěn)定區(qū) 非正常區(qū) 長期穩(wěn)定區(qū) 相對濕度% 圖 36 濕敏電容工作的 范圍。圖 37濕度 電 容響應曲線。 20 上的自動插件和自動裝配過程等。 其中 2u r u H oaW? ? ??? （ 32） r? —0%RH 時高分子介電常數(shù)； a—常數(shù) ； uW — %u RH 時高分子單位質(zhì)量所吸附水分子質(zhì)量； 2Ho?—高分子中吸附水的介點常數(shù)。早期感濕膜多采用醋酸纖維素及其衍生物，目前大多采用的是醋酸丁酸纖維素、聚酞業(yè)胺，電容型濕敏材料常見的還有聚 苯乙烯、酪酸醋酸纖維等感濕材料。電容式、電阻式和濕漲式濕敏元件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進行濕度測量的。這一點在進行 DS18B20硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。因此，在用 DS18B20 進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達 150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。 3. 連接 DS18B20 的總線電纜是有長度限制的。當單總線上所掛 DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。如要采用寄生工作方式，只要將 VDD 電源 引腳與單總線并聯(lián)即可。緊接著執(zhí)行第二個周期為復位、跳過 ROM 指令、執(zhí)行讀 RAM 的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù) （ 最多為 9 個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前 2 個字節(jié)即可 ） 。數(shù)據(jù)的讀寫 方法將有下文有詳細介紹。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（ 單片機 ） 必須等待 DS18B20 執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為 500μS。存儲器操作指令的功能是命令 DS18B20 作什么樣的工作，是芯片控制的關鍵。 4. 控制器發(fā)送存儲器操作指令 ： 在 ROM 指令發(fā)送給 DS18B20 之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。 18 ROM 指令。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。 3. 控制器發(fā)送 ROM 指令 ： 雙方打完了招呼之后最要將進行交流了， ROM指令 共有 5 條，每一個工作周期只能發(fā)一條， ROM 指令分別是讀 ROM 數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。至此，通信雙方已經(jīng)達成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與 DS18B20 間的數(shù)據(jù)通信。當 DS18B20 接到此復位信號后則會在 1560μS 后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM,并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。第 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。在上電復位時其值將被刷新。 17 DS18B20 共 9 個字節(jié) RAM， 每個字節(jié)為 8 位。 DS18B20 共 64位 ROM。 DS18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是 ： ROM 只讀存儲器， 用于存放 DS18B20 的 編碼，其前 8 位是單線系列編碼DS18B20 的編碼是 19H，后面 48 位是芯片唯一的序列號，最后 8 位是以上 56的位的 CRC 碼 （ 冗余校驗 ） 。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和 數(shù)據(jù)處理。當然 DS18B20 也可以直接通過將 +5V 電源接至 VDD 引腳為其供電。 16 高 速緩 存儲 存 器溫 度 靈 敏 原件低 溫 觸 發(fā) 器T L高 溫 觸 發(fā) 器T H配 置 寄 存 器儲 存 器 和 控 制 器8 位 C R C 生 成 器6 4 位R O M和單 線接 口電源檢測 圖 32 DS18B20 的內(nèi)部結構圖 通過寄生電源電路， DS18B20 可以從 1Wrie 上取得其工作電源。當工作于寄生電源時，此引腳必須接 地。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 15 圖 31 DS18B20 引腳 圖 傳感器 DS18B20 只有三個引腳，引腳功能如表 32。 ，電源極性反接時，芯片不會燒毀。 9. 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。 6. 檢測溫度范圍為 55℃ ～ +125℃ （ 67℉ ～ +257 ℉ ） 7. 內(nèi)置 E2PROM，限溫報警功能。 4. 具有 12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒。 3. 最高 12 位分辨率，精度可達 177。 DS18B20 的主要特征： 1. 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。 DS18B20 適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。 DS18B20 是山 Dallas 半導體公司生產(chǎn)的一線總線接口的溫度傳感器。對于我們普通的電子愛好者來說， DS18B20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產(chǎn)品的 不 二選擇。 測溫度電路 溫度傳感器的種類眾多， DALLAS（ 達拉斯 ） 公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當仁不讓。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 振蕩器特性 : XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器 周期的高電平時間。 13 口 線 信 號 功 能 RXD 串行口數(shù)據(jù)輸入（接收數(shù)據(jù)） TXD 串行口數(shù)據(jù)輸出（發(fā)送數(shù)據(jù)） 外部中斷 0 輸入 外部中斷 1 輸入 T0 定時器 0 的外部輸入（計數(shù)輸入） T1 定時器 1 的外部輸入（計數(shù)輸入） WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出控制 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀 寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口 ： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當 P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 GND：接地。 圖 31 AT89C51 引腳圖 主要特性 AT89C51 主要特征有： 1. 與 MCS51 兼容 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價廉的方案。 單 片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。 利用控制開關量的方式 控制噴水 器、加熱器 進行操作，使藏書室處于適合的環(huán)境中，從而保證了書的質(zhì)量以及延長書的壽命。主要功能是將采集 的信息轉(zhuǎn)換成計算機可識別的標準量信息進行處理、輸出決策的指令。 溫室生態(tài)控制系統(tǒng)可分為 三 個部分 ： 一是信號采集輸入部分，包括采集室內(nèi)、 外溫度、濕度。 給出了設計的總體框圖，說明了總體的設計思路。 AT89C51 上位機通信 鍵盤 濕度 溫度 顯示 報警 輸出控制 測 溫 電路 主要對室內(nèi)溫度進行 溫度采集， 進行比較，看是不超出 設定的限定值 ； 測 濕 電路 主要是對室內(nèi)濕度進行濕度采集，進行比較，看是否超出 設定的 限定值 ； 報警是超出限定值的時候 會報警；當超出限定值時，控制開關會閉合，帶動加熱、噴水裝置對室內(nèi)溫度